科学家们如何解决宇宙膨胀的奥秘

地球，太阳系，整个银河系和离我们最近的几千个星系在一个直径为2.5亿光年的巨大“泡泡”中运动，物质的平均密度是其余部分的一半。宇宙。这是日内瓦大学(UNIGE)的理论物理学家提出的假设，用以解决一个已经使科学界分裂十年的难题：宇宙以什么速度膨胀?到目前为止，至少有两种独立的计算方法得出的两个值相差约10%，其偏差在统计上是不可调和的。这种新方法在《物理学快报》 B中发表，消除了这种分歧，而没有利用任何“新物理学”。

在宇宙自从大爆炸发生在138亿年前以来，这一数字一直在扩大，这一主张最早是由比利时佳能和物理学家乔治·勒迈特(GeorgesLemaître)(1894-1966)提出，而埃德温·哈勃(Edwin Hubble)(1889-1953)则首先得到证明。美国天文学家在1929年发现，每个星系都在远离我们，而最遥远的星系移动得最快。这表明过去有一段时间所有星系都位于同一地点，这个时间只能对应于“大爆炸”。这项研究引起了哈勃-莱默特定律，包括哈勃常数(H0)，该常数表示宇宙的膨胀率。目前，对H0的最佳估计值约为70(km / s)/ Mpc(这意味着，每326万光年，宇宙以每秒70公里的速度快速扩张)。

零星超新星

第一种是基于宇宙微波的背景：这是从宇宙各处传来的微波辐射，它是在宇宙变冷到足以使光能够自由循环的时候发出的(大爆炸后大约370,000年)。使用普朗克太空任务提供的精确数据，并考虑到宇宙是同质且各向同性的事实，使用爱因斯坦的广义相对论在整个场景中得出H0的值为67.4。第二种计算方法是基于在远距离星系中偶发出现的超新星。这些非常明亮的事件为观察者提供了高度精确的距离，这种方法可以确定H0值为74。

UNIGE科学学院理论物理系教授Lucas Lombriser解释说：“这两个值多年来一直变得更加精确，而彼此之间却保持着不同。它并不需要花费太多的时间就引发科学争议，甚至是为了唤起人们希望我们可能正在处理“新物理学”的令人兴奋的希望。”为了缩小差距，洛姆布里瑟教授接受了这样一个想法，即宇宙并不像所声称的那样均匀，这一假设在相对适度的规模上似乎很明显。毫无疑问，物质在银河内部的分布与在银河外部的分布不同。但是，很难想象以比银河系大数千倍的体积计算出的物质平均密度的波动。

“哈勃泡泡”

“如果我们处于一种巨大的'泡沫'中，”伦勃里瑟教授继续说道，“那里的物质密度大大低于整个宇宙的已知密度，这将对超新星的距离产生影响，并最终影响到确定H0。”

对于该“哈勃泡”来说，所需要做的就是足够大以包括用作测量距离参考的星系。通过确定该气泡的直径为2.5亿光年，物理学家计算得出，如果内部物质的密度比宇宙其余部分低50%，那么将获得哈勃常数的新值，这将使与使用宇宙微波背景获得的。伦勃里瑟教授说：“发生这种规模的波动的可能性是20比1到5比1，这意味着这不是理论家的幻想。在广阔的宇宙中有很多像我们这样的区域。”

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